建立了橡胶O形密封圈与沟槽接触的平面轴对称非线性有限元分析模型,利用MSC.Marc有限元软件,分析了O形密封圈安装过程中,不同压缩率对接触应力的影响以及考虑应力松弛过程下使用的应力分布。数值结果表明,在没有油压下,应力松弛前后O形密封圈接触界面上的应力分布呈抛物线;应力松弛后,O形密封圈中的最大接触应力有明显降低,在200 s内应力衰减较快。在应力松弛1年并施加油压后,接触界面上的应力分布变化较大,但最大接触应力仍都大于油压,该O形密封圈使用可靠。

建立固体火箭发动机的橡胶O形圈的二维轴对称模型 ,采用非线性有限元方法计算了O形橡胶圈在库存和工作状态的变形及应力 ,分析了上下法兰张开间隙、初始压缩量、密封槽口及槽底倒角半径、密封槽宽、密封圈材料、O形圈截面尺寸及工作温度等典型参数对密封性能的影响 上下法兰张开间隙、密封圈的初始压缩率、密封圈材料等典型参数对最大接触压应力影响较大 ,而密封槽槽口和槽底处倒角对剪切应力影响明显 .这些分析为密封结构的优化设计打下了基础 ;同时探讨O形圈应力分布规律 ,确定密封圈易受损和失效关键部位 ,初步确立了固体火箭发动机密封失效准则和失效模式 .

利用大型非线性有限元分析软件MSC.MARC,考察了橡胶的不可压缩性、O形圈的大变形引起的几何非线性和接触非线性,建立了橡胶O形圈的轴对称非线性有限元分析模型,分析了橡胶O形圈在其沟槽内的接触变形和密封界面上的接触应力分布规律,并讨论了同轴度对O形密封圈的影响,为橡胶密封件的设计开辟了一条新途径。

借助于大型非线性有限元分析软件MSC.MARC,建立了橡胶O形圈与沟槽接触的非线性有限元分析模型,分析了橡胶O形圈在安装和使用中的接触变形、接触宽度和密封界面上的接触应力分布规律,从而为进一步可靠设计、优化橡胶O形圈提供了理论依据。

以某梯形槽O形橡胶密封为研究对象,建立了二维轴对称模型,并运用罚单元算法对不同夹角的梯形槽O形橡胶密封圈进行了接触非线性有限元计算。结果表明随着密封介质压力的增加,各夹角时O形密封圈底部的接触压力都逐渐增大;压缩率相同情况下,夹角对于底部接触宽度影响不大,但最大接触应力随着夹角的增大而减小;低介质压力下,夹角对于底部接触压力影响不明显,随着密封介质压力的增大,不同夹角时最大接触压力的差值增大,密封介质压力影响显著。充分说明梯形槽夹角是梯形槽O形橡胶密封圈设计中必须关注的一个重要设计变量。

利用大型有限元分析软件ANSYS,考察了橡胶O形圈的大变形引起的几何非线性和接触非线性,建立了橡胶O形圈和沟槽接触的轴对称非线性有限元分析模型,分析了橡胶O形圈在安装使用中,其沟槽内的接触情况和橡胶O形圈内应力的分布规律,为橡胶密封件的设计开辟了一条新方法。从而为进一步可靠设计、优化橡胶O形圈提供了理论依据。

借助于大型有限元分析软件ANSYS,建立了橡胶O形密封圈与沟槽接触的非线性有限元分析模型,分析了橡胶O形密封圈的尺寸公差对密封性能的影响,以及密封圈的内径伸长率和压缩变形率改变时,接触面上最大接触应力的变化情况,从而为进一步可靠设计、优化橡胶O形圈提供了理论依据。

采用橡胶材料的Neo-Hookean本构关系和非线性有限元法,建立某型固体火箭发动机密封结构的二维轴对称模型,计算出橡胶O形圈在安装和工作状态下的变形和应力。据此对影响密封性能的各因素进行分析,讨论了初始压缩率、密封槽结构参数以及法兰位移等典型参数对橡胶O形圈密封性能的影响。文中的方法和结果对固体火箭发动机密封结构的设计具有一定的指导意义。

橡胶O形密封圈在高温工况下会发生应力松弛并导致密封失效。基于橡胶黏-超弹本构模型,利用有限元软件ABAQUS建立橡胶O形密封圈与沟槽接触的非线性有限元模型,分析O形密封圈在不同压缩率、不同油压、不同温度下的应力松弛情况及应力分布。结果表明接触界面上的接触应力分布近似呈抛物线;O形密封圈应力在初期先急剧衰减,而后逐渐缓慢降低;压缩率和油压对应力松弛影响不大,但油压太大会降低密封可靠性;温度升高使应力松弛速率明显增大,并使最终应力降低,降低密封的可靠性。